KR100585640B1 - Truth or falsehood judgement method of iris - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사람의 홍채를 인식하는 시스템에서 현재 카메라 촬영에 의해 입수된 홍채 이미지가 실제 사람의 홍채 이미지인지, 신원 위조를 위해 제시된 사진 상의 홍채 이미지인지의 여부를 판별하는 기술에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 목적은 빛을 조사하지 않는 상태에서 눈을 촬영하여 획득한 원영상으로부터 눈동자의 에지를 추출하는 제1단계와; 상기 추출된 에지를 이용하여 원영상의 눈동자 면적을 계산하는 제2단계와; 빛을 조사하는 상태에서 눈을 촬영하여 획득한 원영상으로부터 눈동자의 에지를 추출하는 제3단계와; 상기 3단계에서 추출된 에지를 이용하여 원영상의 눈동자 면적을 계산하는 제4단계와; 상기 제2,4단계에서 구한 눈동자 면적의 차를 구하여 그 차값이 일정치 이상이면 실제 눈이 촬영된 것으로 판단하고, 그렇지 않은 경우에는 위조물 상의 눈을 촬영한 것으로 판단하는 제5단계에 의해 달성된다.The present invention relates to a technique for determining whether an iris image currently obtained by camera shooting in a system for recognizing an iris of a person is an iris image of a real person or an iris image on a picture presented for identity forgery. The object of the present invention is a first step of extracting the edge of the pupil from the original image obtained by photographing the eye in the state of not irradiating light; Calculating a pupil area of an original image by using the extracted edges; A third step of extracting an edge of the pupil from the original image obtained by photographing the eye in a state of irradiating light; A fourth step of calculating the pupil area of the original image by using the edge extracted in the step 3; The difference of the pupil area obtained in the second and fourth steps is obtained, and if the difference is equal to or greater than a predetermined value, it is determined by the fifth step that the actual eye is photographed. do.

Description

홍채의 진위 판단방법{TRUTH OR FALSEHOOD JUDGEMENT METHOD OF IRIS}TRUE OR FALSEHOOD JUDGEMENT METHOD OF IRIS

도 1은 본 발명에 의한 홍채의 진위 판단방법이 적용되는 홍채 인식 장치의 개략도.Figure 1 is a schematic diagram of the iris recognition device to which the authenticity determination method of the iris according to the present invention is applied.

도 2a는 빛을 비추기 전의 눈의 개략도.2A is a schematic representation of the eye before light shines.

도 2b는 빛을 비춘 후의 눈의 개략도.2B is a schematic representation of the eye after light shines.

도 3a는 빛을 비추기 전의 눈의 영상에서 추출한 에지도.3A is an edge map extracted from an image of an eye before shining light.

도 3b는 빛을 비춘 후 눈의 영상에서 추출한 에지도.3b is an edge map extracted from the image of the eye after shining light.

도 4a는 빛을 비추기 전 눈동자의 반지름 계산 설명도. Figure 4a is an explanatory diagram of the radius calculation of the pupil before the light shines.

도 4b는 빛을 비춘 후 눈동자의 반지름 계산 설명도. Figure 4b is an explanatory diagram of the radius calculation of the pupil after shining light.

도 5는 본 발명에 의한 홍채의 진위 판단방법의 신호 흐름도. 5 is a signal flow diagram of the authenticity determination method of the iris according to the present invention.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***

1 : 눈 2 : 카메라1: eye 2: camera

3 : 램프 4 : 피씨3: lamp 4: PC

본 발명은 사람의 홍채에 대한 진위 여부를 판단하는 기술에 관한 것으로, 특히 사람의 홍채를 근거로 신원을 확인하는 보안시스템에서 현재 카메라 촬영에 의해 입수된 홍채 이미지가 실제 사람의 홍채 이미지인지, 신원 위조를 위해 제시된 사진 상의 홍채 이미지인지의 여부를 판별하는데 적당하도록 한 홍채의 진위 판단방법에 관한 것이다. The present invention relates to a technology for determining the authenticity of a person's iris, in particular, whether the iris image obtained by the current camera shooting in the security system for verifying the identity based on the person's iris is the real person's iris image, identity The present invention relates to a method for determining the authenticity of an iris that is suitable for discriminating whether or not it is an iris image on a photograph presented for forgery.

요즘들어 인간의 홍채 인식에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있는 실정에 있으며, 이러한 홍채 인식기술을 보안 시스템에 적용한 사례가 점차 증가하고 있는 추세에 있다. Recently, research on human iris recognition is being actively conducted, and the application of such iris recognition technology to security system is gradually increasing.

이와 같이 인간의 홍채 인식기술이 보안 시스템에서 환영받는 이유는 모든 인간의 홍채 패턴이 각기 다르고 지문보다 오히려 더 많은 패턴을 갖는 특징이 있기 때문이다. 또한, 각 개인의 홍채에 대한 정보는 암호나 지문에 비하여 타인이 취득하는데 훨씬 어려움이 있어 그만큼 보안성이 철저하게 유지되는 특징이 있기 때문이다. 결국, 인간의 홍채인식을 적용한 보안 시스템은 아직까지 알려진 그 어떠한 신원확인 방법보다도 신뢰도가 높고, 보안성이 잘 유지되는 시스템이라 할 수 있다.The reason why human iris recognition technology is welcomed in the security system is that all human iris patterns are different and have more patterns than fingerprints. In addition, since the information on each individual's iris is much more difficult for others to acquire than the password or fingerprint, the security is thoroughly maintained. As a result, the security system applying the human iris recognition is a system that is more reliable and maintains security better than any known identification method.

종래기술에 의한 홍채 인식방법에 있어서는, 신원 등록과정에서 카메라를 통해 각 개인의 눈을 촬영하여 해당 영상신호를 개인용 컴퓨터(PC)와 같은 처리장치에 전송하고, 그 개인용 컴퓨터는 입력 영상에서 홍채의 패턴을 추출하여 해당 데이터를 저 장한다. In the iris recognition method according to the related art, each individual's eye is photographed through a camera in an identity registration process, and a corresponding video signal is transmitted to a processing device such as a personal computer (PC), and the personal computer uses an image of the iris in the input image. Extract the pattern and save the data.

이후, 보안 시스템이 설치된 건물 내에서 출입을 원하는 사람이 자신의 신원을 확인받기 위해 상기 카메라 앞에 눈을 접근시키면 그 눈이 촬영되어 해당 영상신호가 개인용 컴퓨터에 전송되고, 이때 개인용 컴퓨터에서는 현재 입력된 영상으로부터 홍채의 패턴을 추출한 후 그 패턴의 데이터를 상기 저장된 데이터와 비교 분석하여 신원을 확인하고, 그 확인 결과 신원이 등록된 사람으로 판명되면 출입을 허용하게 된다.Then, when a person who wants to enter and exit the building in which the security system is installed approaches the eye in front of the camera to confirm his or her identity, the eye is photographed and the corresponding video signal is transmitted to the personal computer. After extracting the iris pattern from the image, the data of the pattern is compared with the stored data to confirm the identity. If the identity is determined to be a registered person, access is allowed.

그러나, 종래기술에 의한 홍채 인식 방법에 있어서는 고화질의 카메라를 통해 촬영한 사진 상의 홍채 이미지와 실제 사람의 홍채를 직접 촬영하여 취득한 홍채 이미지를 구별할 수 없게 되어 있었다. 따라서, 그러한 사진을 이용하여 불법적으로 어떠한 장소에 출입을 시도하거나 보안물의 사용을 시도하는 사람에 대해 적절하게 대응할 수 없는 결함이 있었다.However, in the iris recognition method according to the related art, it is not possible to distinguish an iris image obtained by directly photographing an iris image on a photograph taken by a high quality camera. Therefore, there is a defect that cannot appropriately respond to a person who illegally attempts to enter or use a security object by using such a photograph.

따라서, 본 발명의 목적은 실제 사람의 눈이 빛에 반응하는 특징을 이용하여, 현재 카메라 촬영에 의해 입수된 홍채 이미지가 실제 사람의 홍채 이미지인지 신원 위조를 위해 제시된 사진 상의 홍채 이미지인지의 여부를 판별해 내는 홍채의 진위 판단방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to use the feature that the eyes of a real person responds to light, to determine whether the iris image obtained by the current camera shooting is the iris image of the real person or the iris image on the picture presented for identity forgery. The present invention provides a method of determining the authenticity of the iris.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 홍채의 진위 판단방법은 빛을 조사하지 않는 상태에서 눈을 촬영하여 획득한 원영상으로부터 눈동자의 에지를 추출하는 제1단계와; 상기 추출된 에지를 이용하여 원영상의 눈동자 면적을 계산하는 제2단계와; 빛을 조사하는 상태에서 눈을 촬영하여 획득한 원영상으로부터 눈동자의 에지를 추출하는 제3단계와; 상기 3단계에서 추출된 에지를 이용하여 원영상의 눈동자 면적을 계산하는 제4단계와; 상기 제2,4단계에서 구한 눈동자 면적의 차를 구하여 그 차값이 일정치 이상이면 실제 눈이 촬영된 것으로 판단하고, 그렇지 않은 경우에는 위조물 상의 눈을 촬영한 것으로 판단하는 제5단계로 이루어진다.An authenticity determination method of an iris for achieving the object of the present invention comprises the steps of: extracting the edge of the pupil from the original image obtained by photographing the eye in the state of not irradiating light; Calculating a pupil area of an original image by using the extracted edges; A third step of extracting an edge of the pupil from the original image obtained by photographing the eye in a state of irradiating light; A fourth step of calculating the pupil area of the original image by using the edge extracted in the step 3; The fifth step is to determine the difference between the pupil area obtained in the second and fourth steps, and if the difference is more than a predetermined value, the actual eye is photographed.

도 1은 본 발명에 의한 홍채의 진위 판단방법이 적용되는 홍채 인식 장치의 개략도로서 이에 도시한 바와 같이, 신원 등록단계에서 또는 신원 확인단계에서 피식별자의 눈(1)을 촬영하는 카메라(2)와; 신원 확인단계에서 촬영되는 눈의 홍채가 빛에 반응하는 실제 사람의 홍채인지 반응하지 않는 사진 상의 홍채인지를 확인할 수 있도록 일정 조도의 광을 조사하는 램프(3)와; 피식별자의 신원 등록단계에서 상기 카메라(2)를 통해 취득한 눈의 영상으로부터 홍채의 패턴을 추출하여 저장해 두고, 신원확인단계에서 상기 램프(3)의 점·소등시 눈동자의 면적 변화분을 근거로 홍채의 진위 여부를 확인하여 실제 홍채로 판명되면, 그때의 홍채 패턴과 상기 저장된 패턴의 데이터를 비교 분석하여 신원을 확인하는 피씨(4)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.1 is a schematic diagram of an iris recognition apparatus to which an authenticity determination method of an iris according to the present invention is applied. As shown in FIG. 1, a camera 2 photographing an eye 1 of an identified person in an identity registration stage or an identity verification stage is illustrated. Wow; A lamp (3) for irradiating light of a predetermined illuminance to confirm whether the eye iris photographed in the identification step is an iris of a real person responding to light or an iris on a photo not responding; The iris pattern is extracted and stored from the image of the eye acquired through the camera 2 in the identification registration step of the identified person, and based on the area change of the pupil at the point of turning off the lamp 3 in the identification step. When the authenticity of the iris is confirmed and confirmed as the actual iris, the iris pattern and the stored data are analyzed by comparing the data of the stored pattern with the PC 4 to confirm the identity. A detailed description with reference to 2 to 5 as follows.

먼저, 신원 등록모드에서 카메라(2)를 통해 각 개인의 눈(1)을 촬영하여 해당 영상신호를 피씨(4)에 전송하고, 그 피씨(4)는 각 개인의 입력 영상에서 홍채의 패턴을 추출하여 해당 데이터를 저장해 둔다. First, each person's eye 1 is photographed through the camera 2 in the identity registration mode, and the corresponding video signal is transmitted to the PC 4, and the PC 4 detects the pattern of the iris in the input image of each person. Extract and save the data.

이후, 보안 시스템이 설치된 건물 내에서 출입을 원하거나 보안물의 사용을 원하는 사람이 자신의 신원을 확인받기 위해 상기 카메라(2) 앞에 눈(1) 부분을 접근시키면 그 부분이 촬영되어 해당 영상신호가 피씨(4)에 전송되는데, 이때, 피씨(4)는 현재 입력된 영상신호가 실제 눈(1)을 촬영한 영상신호인지 위조를 위해 제시된 사진을 촬영한 영상신호인지를 판단하게 된다.Then, if a person who wants to enter or use a security object in a building where a security system is installed approaches a part of the eye 1 in front of the camera 2 to confirm his or her identity, the part is captured and the corresponding video signal is recorded. It is transmitted to the PC (4), in which the PC (4) determines whether the current input video signal is a video signal for photographing the real eye (1) or a picture signal for the photo presented for forgery.

상기 판단 근거는 조명에 따른 눈동자의 변화 여부이다. 즉, 일정 조도의 광을 조사하는 램프(3)의 점·소등에 따라 눈동자(1A)의 면적이 일정치 이상 변화되는지의 여부를 체크하여 일정치 이상 변화되면 실제 눈동자를 촬영한 것으로 판단하고, 일정치 이상 변화되지 않으면 사진과 같은 위조물 상의 눈을 촬영한 것으로 판단하게 된다.The basis for the determination is whether the pupil changes with illumination. That is, it is determined whether or not the area of the pupil 1A changes by more than a certain value according to the point / light of the lamp 3 irradiating light of a certain illuminance, and when it is changed by more than a certain value, it is determined that the actual pupil is photographed. If it does not change over a certain value, it is determined that the eye on the fake object such as a picture was taken.

이를 위해 상기 피씨(4)는 상기 램프(3)를 소등시킨 상태에서 촬영된 도 2a와 같은 눈(1)의 영상(화상)으로부터 눈동자(1A)의 면적을 구하고, 그 램프(3)를 점등시킨 상태에서 촬영된 도 2b와 같은 눈(1)의 영상으로부터 눈동자(1A)의 면적을 구한 다음 그들 면적의 차가 일정치 이상인지 비교 판단하게 된다.To this end, the PC 4 obtains an area of the pupil 1A from the image (image) of the eye 1 as shown in FIG. 2A photographed while the lamp 3 is turned off, and turns on the lamp 3. The area of the pupil 1A is obtained from the image of the eye 1 as shown in FIG. 2B photographed in this state, and then a comparison is made to determine whether or not the difference between these areas is a certain value or more.

상기 도 2a와 같은 눈(1)의 영상에서 눈동자(1A)의 면적을 구하기 위해서는 먼저, 그 눈동자(1A)가 전체 영상에서 어디에 위치하는지 알아야 하는데, 이를 위해 도 3a와 같이 입력된 영상의 에지(Edge)를 추출하여 영상의 중앙에 위치하는 에지 영역을 눈동자(1A)의 영역으로 판단한다. 설령, 눈동자 영역이 영상의 중앙에 존재하지 않는 경우에도 도 4a에서와 같이 영상의 가장 안쪽에 위치한 에지 영역을 눈동자(1A)의 영역으로 간주할 수 있다.In order to obtain the area of the pupil 1A in the image of the eye 1 as shown in FIG. 2A, first, it is necessary to know where the pupil 1A is located in the entire image. Edge is extracted to determine the edge region located in the center of the image as the region of the pupil 1A. Even when the pupil area does not exist in the center of the image, as shown in FIG. 4A, the edge area located at the innermost part of the image may be regarded as the area of the pupil 1A.

이후, 도 4a에서와 같이, 추출한 눈동자(1A)의 에지에 대해 영상의 일측에서 타측 방향으로 스캔하면서 눈동자(1A)의 에지와 처음 만나는 Y축의 좌표를 y1이라 하고, 마지막으로 만나는 Y축의 좌표를 y2라고 하면, 눈동자(1A)의 반지름 R은 (y2-y1)/2로 구해져 램프(3)를 소등시킨 상태에서의 눈동자(1A)의 면적(A)을 구할 수 있게 된다.Then, as shown in FIG. 4A, the coordinate of the Y-axis that first meets the edge of the pupil 1A while scanning the edge of the extracted pupil 1A from the one side of the image to the other direction is y1, and the coordinate of the Y-axis that meets finally is Assuming that y2, the radius R of the pupil 1A is found to be (y2-y1) / 2, so that the area A of the pupil 1A in the state where the lamp 3 is turned off can be obtained.

또한, 상기 램프(3)를 점등시킨 상태에서 촬영된 도 2b와 같은 눈(1)의 영상으로부터 눈동자(1A)의 면적(B)을 구하게 되는데, 이 과정도 상기 램프(3)를 소등시킨 상태에서 구하는 과정과 동일하다. In addition, the area B of the pupil 1A is obtained from the image of the eye 1 as shown in FIG. 2B photographed while the lamp 3 is turned on. In this process, the lamp 3 is turned off. The process is the same as in

이렇게 하여 각각의 면적(A),(B)이 구해지면 그들 면적간의 차값(A-B)이 소정의 임계값(T) 이상인지 확인하여, 임계값(T) 이상이면 실제 사람의 눈(1)이 촬영된 것으로 판단하고, 임계값(T) 이하이면 위조물 상의 눈이 촬영된 것으로 판단한다. When the areas A and B are obtained in this way, it is checked whether the difference value AB between the areas is equal to or greater than the predetermined threshold value T, and when the value is equal to or greater than the threshold value T, the real human eye 1 It is determined that the image is taken, and when the threshold value T or less is determined, the eye on the counterfeit object is photographed.

상기와 같은 눈의 진위 판단 과정에서 실제 사람의 눈(1)이 촬영된 것으로 판명되면 그 사람의 홍채(1B)의 패턴을 추출하여 신원을 확인하게 된다. 즉, 상기 피씨(4)는 상기 입력된 영상으로부터 홍채(1B)의 패턴을 추출한 후 그 패턴의 데이터를 상기 저장된 데이터와 비교 분석하여 신원을 확인하고, 그 확인 결과 신원이 등록된 사람으로 판명되면 특정 장소의 출입을 허용하거나 특정 보안물의 사용을 허용하게 된다.In the authenticity of the eye as described above, if it is found that the real person's eye 1 is photographed, the identity of the person's iris 1B is extracted. That is, the PC 4 extracts the pattern of the iris 1B from the input image and then analyzes the data of the pattern with the stored data to confirm the identity, and if the identity is found to be a registered person. Permit access to specific locations or allow the use of certain security objects.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 사람의 눈이 빛에 반응하는 특징을 이용하여, 현재 카메라 촬영에 의해 입수된 홍채 이미지가 실제 사람의 홍채 이미지인 지 또는 신원 위조를 위해 제시된 사진 상의 홍채 이미지인지의 여부를 판별해 냄으로써, 별다른 비용부담을 추가하지 않도고 인식의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention utilizes a feature in which the human eye responds to light, and whether the iris image obtained by the current camera shooting is the real iris image or whether the iris image on the picture presented for identity forgery is used. By determining whether or not, the accuracy of recognition can be improved without adding extra cost burden.

Claims (4)

빛을 조사하지 않는 상태에서 눈을 촬영하여 획득한 원영상으로부터 눈동자의 에지를 추출하고, 그 에지를 근거로 원영상의 눈동자 면적을 계산하는 제1과정과; 빛을 조사하는 상태에서 눈을 촬영하여 획득한 원영상으로부터 눈동자의 에지를 추출하고, 그 에지를 근거로 원영상의 눈동자 면적을 계산하는 제2과정과; 상기 제1, 제2과정에서 각기 구한 눈동자 면적의 차값을 계산하고, 그 차값에 따라 실제 눈이 촬영된 것으로 판단하거나, 위조물 상의 눈을 촬영한 것으로 판단하는 제3과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 홍채의 진위 판단방법.Extracting an edge of the pupil from the original image obtained by photographing the eye without irradiating light, and calculating a pupil area of the original image based on the edge; A second step of extracting an edge of the pupil from the original image obtained by photographing the eye under light irradiation and calculating the pupil area of the original image based on the edge; Comprising a third step of calculating the difference value of the pupil area obtained in each of the first and second process, it is determined that the actual eye was taken or the eye on the counterfeit according to the difference value How to determine the authenticity of the iris. 제1항에 있어서, 눈에 빛을 조사하기 위해 카메라 주변에 설치된 램프를 사용하는 것을 특징으로 하는 홍채의 진위 판단방법.The method of claim 1, wherein a lamp is installed around the camera to irradiate light to the eye. 제1항에 있어서, 눈동자의 면적은, 추출한 눈동자 영상의 에지에 대해 일측에서 타측 방향으로 스캔하면서 처음 만나는 좌표와 마지막으로 만나는 좌표의 차값을 구하고 그 차값을 2로 나눈 값을 눈동자의 반지름으로 하여 계산되는 것임을 특징으로 하는 홍채의 진위 판단방법.The method of claim 1, wherein the area of the pupil is obtained by calculating the difference between the first and last coordinates while scanning from one side to the other side of the edge of the extracted pupil image, and dividing the difference value by 2 as the radius of the pupil. The authenticity determination method of the iris characterized in that it is calculated. 제1항에 있어서, 눈동자의 면적을 구할 때, 입력된 영상의 에지를 추출한 후 영상의 중앙에 위치하는 에지 영역을 눈동자의 영역으로 판단하는 것을 특징으로 하는 홍채 의 진위 판단방법.The method of claim 1, wherein when the area of the pupil is obtained, an edge region located at the center of the image is determined as the pupil region after extracting an edge of the input image.
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